INCREASING THE ACCURACY OF THE CONTACT METHOD OF MEASURING THE CURRENT SQUARE OF CRYSTALS GROWN BY THE WAY OF THE CZOHRALSKY
- Autores: Sahansky S.P.1, Yulenkov S.E.1
-
Afiliações:
- Reshetnev Siberian State University of Science and Technology
- Edição: Volume 19, Nº 3 (2018)
- Páginas: 550-561
- Seção: Articles
- URL: https://journals.eco-vector.com/2712-8970/article/view/503576
- DOI: https://doi.org/10.31772/2587-6066-2018-19-3-550-561
- ID: 503576
Citar
Texto integral
Resumo
For crystals grown from a liquid melt by the Czochralski method, when monitoring and controlling the current crystal area, based on the contact method of measurement, the basic requirements for ensuring the accuracy of measuring the area of the crystal on the cylindrical part of the growing are determined. In the control system with respect to the coordinates of the movement of the crystal and the crucible, it is necessary to use photo-reading optical rulers, with a sampling resolution of 0.1 µm, to determine the amount of movement during the control signal evaluation cycle. To eliminate the error due to the accuracy of stabilization of the melt level in the crucible, the following algorithm for the operation of the crystal growing apparatus is proposed. During the evaluation of the control signal on the cylindrical part of the growing crystal, the sampling time of the predetermined number of pulses of the crucible movement is adopted. Calculation of the evaluation time of the control signal begins at the moment of closure of the melt sensor and ends when the melt sensor closes, provided that a predetermined number of pulses of the crucible transfer is sampled. The evaluation time of the control signal in the previous control cycle is used in the current cycle to calculate the closure pause as part of the calculated evaluation cycle time. In the control system, at the moment of closing the contact sensor, a pause of the closed sensor is maintained, followed by a similar pause of the open state of the level sensor. During the moments of pauses, the state of the contact sensor by the control system is not analyzed and the control of the crucible lift occurs with a slowed and accelerated rate of the crucible lift during the moments of the “conditionally” closed and “conditionally” open states of the level sensor. All this ensures in this control system the accuracy of measuring the current area of the crystal, on the cylindrical part, by a value not worse than 1 %.
Palavras-chave
Texto integral
Введение. В работе [1] предложен оригинальный способ контроля процесса выращивания монокри- сталла по способу Чохральского, который основан на использовании в качестве программатора шаблона, имитирующего кристалл заданной формы. Тигель с расплавом и контейнер с жидкостью помещают на верхнечашечные лабораторные весы. В процессе рос- та шаблон погружают в жидкость с той же скоростью, с какой кристалл вытягивается из расплава. Шаблон и кристалл соединены гибкой тягой. Равновесие сохра- няется, если количество твердой фазы и жидкости, вытесняемой шаблоном в единицу времени, одинако- во. При нарушении равновесия (уменьшение или уве- личение диаметра кристалла) сигнал рассогласования весов после оптоэлектронного преобразователя и уси- ления используется как программирующий для тем- (с дискретностью xт) и информации Xизц о перемеще- нии кристалла (с дискретностью xз). Управление от ЭВМ скоростями выращивания кристалла Vз, враще- ния кристалла Wз, вращения тигля Wт осуществляется через соответствующие приводы. Управление темпе- ратурой расплава осуществляется на основе формиро- вания задания температуры Тз от ЭВМ на регулятор температуры, с обратной связью по датчику темпера- туры боковой поверхности нагревателя. Основы работы систем управления, при кон- тактном методе измерения текущей площади вы- ращиваемых кристаллов. Управление скоростью выращивания кристалла Vз(x), температурой боковой поверхности нагревателя Tз(x), скоростью вращения кристалла Wз(x) и тигля Wт(x) формируется на основе выражений (1)-(4): пературного контроля нагревателя совместно с сигна- лом от термопары. В устройстве [2] при вытягивании Vз (x) = Vзп (x) + Z × KV × y , (1) монокристалла заданного диаметра за счет лазерного измерителя контролируют непрерывно убывающий Tз (x) = Tзп (x) + Z × AT × ò y × dx , (2) уровень расплава в тигле. Сигнал с лазерного измери- теля уровня расплава сравнивают с программируемым Wз (x) = Wзп (x) , (3) задатчиком изменения уровня, а разностный сигнал после данного сравнения используют для коррекции Wт (x) = Wтп (x) , (4) температуры расплава через регулятор мощности на- гревателя и скорости вытягивания кристалла. Посред- ством данного регулирования стабилизируют теку- щий диаметр кристалла. Микропроцессорные системы управления выра- щиванием кристаллов германия, разработанные на основе патентов [3; 4], были внедрены в полупро- водниковое производство выращивания кристаллов германия (рис. 1). В свою очередь, данная разработка является аналогом систем управления, приведенных в работах [1; 2]. Работа систем управления, основанных на кон- тактном методе измерения текущей площади выра- щиваемых кристаллов (рис. 1), заключается в сле- дующем: под управлением системы управления в камере производится выращивание кристалла диаметром d, со скоростями выращивания Vз и враще- ния Wз кристалла, при этом расплавленный металл, находящийся в тигле с внутренним диаметром D, вращается с угловой скоростью Wт по мере убывания расплава в тигле. Сигнал с контактного датчика подается через сглаживающий фильтр C1, R1, R2 и блок согласова- ния в ЭВМ для принятия решения об управлении подъемом тигля вверх, которое осуществляется бло- ком управления шаговым двигателем. Кроме скорости подъема тигля вверх Vт в системе происходит форми- рование информации о перемещении тигля Xитц где KV - пропорциональный коэффициент регулиро- вания по скорости; AT - интегральный коэффициент регулирования по температуре; Vзп(x), Wзп(x), Wтп(x), Tзп(x) - программное задание закона изменения технологических параметров; Vз(x), Wз(x), Wт(x), Tз(x) - общее управление технологическими парамет- рами; Z - признак захвата управления по диаметру на цилиндрической части кристалла; x - перемещение вдоль оси кристалла; y - сигнал управления по откло- нению текущей площади выращиваемого кристалла от заданной. Процесс стабилизации диаметра кристалла происходит в системе управления в соответствии с выражениями (1), (2), при включении признака захвата управления по диаметру (Z = 1) на цилинд- рической части кристалла, на основе сигнала управ- ления y. Программные задания технологических парамет- ров процесса выращивания кристалла германия Vзп(x), Wзп(x), Tзп(x) в микропроцессорных системах были основаны на задании кадровой системы управляющих параметров, где в каждом кадре записана скорость, направление изменения параметра и время кадра. Ес- ли задать геометрию выращиваемого кристалла и его осевой градиент в твердой части, то можно предвари- тельно смоделировать задание скорости и температу- ры выращивания на всех участках кристалла по раз- работанной авторами модели роста [5]. 1 7 Wз Wз 2 Vз Vз Xизц 13 3 11 R1 12 R2, C1 14 4 d H DD D Tз 16 15 17 Wт Vт 5 6 8 Wт Xитц Vт 9 10 Рис. 1. Система управления на основе контактного метода измерения: 1 - привод вращения затравки; 2 - привод перемещения затравки; 3 - контактный датчик; 4 - блок согласования с ЭВМ; 5 - датчик температуры; 6 - регулятор температуры; 7 - ЭВМ; 8 - привод вращения тигля; 9 - шаговый двигатель; 10 - блок управления шаговым двигателем; 11 - датчик перемещения затравки; 12 - камера; 13 - слиток; 14 - расплав металла; 15 - тигель; 16 - экран; 17 - нагреватель Fig. 1. Control system based on the contact method of measurement: 1 - seed rotation drive; 2 - seed drive; 3 - contact sensor; 4 - coordination unit with a computer; 5 - temperature sensor; 6 - temperature regulator; 7 - the computer; 8 - rotational drive of the crucible; 9 - stepper motor; 10 - stepper motor control unit; 11 - the sensor of seed movement; 12 - the chamber; 13 - ingot; 14 - melt of metal; 15 - crucible; 16 - screen; 17 - heater Конструктивное исполнение системы автоматиче- ского управления вытягиванием монокристаллов герма- ния приведено на рис. 2, а на рис. 3 приведен вид пла- вающего графитового экрана с графитовым датчиком уровня расплава, на рис. 4 показан вид выращенного монокристаллического слитка германия диметром 104 мм. Основой для контактного метода контроля и управления выращиванием кристаллов [6-18] явля- ется управление текущей площадью (или диаметром при круглой форме) растущего кристалла по сигналу управления y, вычисленному как функция отклонения текущей площади кристалла от заданной, с использо- ванием перемещений кристалла Xзц и тигля Xтц за пе- риод Tц оценки сигнала управления y. От точности определения сигнала управления y и отсутствия в вы- численном значении значительных помех напрямую зависит форма выращиваемого кристалла на его ци- линдрической части. Рис. 2. Микропроцессорная система управления вытягиванием монокристаллов германия Fig. 2. Microprocessor control system for drawing germanium single crystals Рис. 3. Плавающий графитовый экран и датчик уровня расплава Fig. 3. Floating graphite screen and melt level sensor Рис. 4. Слиток германия диаметром 104 мм Fig. 4. A germanium billet with a diameter of 104 mm Скорость убывания расплава в тигле Vр, а также ускоренная скорость подъема тигля вверх Vтм после размыкания контактного датчика и замедленная ско- рость подъема тигля после замыкания контактного датчика Vтм/M определяются по выражениям (5)-(9), в которых введены коэффициенты увеличения скоро- сти (C = 4) и уменьшения скорости подъема тигля (M = 4), что нашло применение при выращивании цилиндрической части кристалла и обеспечивает пе- риодическое замыкание и размыкание контактного датчика в диапазоне изменения уровня расплава по- рядка 1-2 мкм. При выращивании прямого и обратно- го конуса кристалла для управления скоростью перематериала; d1 - заданный диаметр выращиваемого кристалла на цилиндрической части; dmax - макси- мально допустимый диаметр выращиваемого кри- сталла, с соблюдением которого выполняется основ- ное условие, при котором датчик и экран сомкнутся после размыкания; dmin - минимально допустимое значение диаметра кристалла, при котором соблюда- ется условие отставания экрана от датчика после его замкнутого состояния. Для контактного метода измерения сигнал управ- ления y, величина перемещения затравки Xзц и тигля Xтц за время оценки Tц могут быть представлены в виде выражений (10)-(14): мещения тигля вверх применяется условие полной остановки подъема тигля в моменты замкнутого со- стояния датчика уровня расплава (M = ∞): y = X итц × K y A × B - X изц , (10) A ρ é d ù 2 x ×ρ é D ù 2 V = V × т × , (5) K y = B × т ж × ê ú , (11) ρ р з ж êë D úû xз ×ρт ë d1 û é d ù 2 ρ é d ù 2 X æ é d ù2 ö Vт = Vтм = Vр × ê max ú = Vз × т × ê max ú , (6) y = изц ×ç ê ú -1÷ , (12) 1 ë d û ρж ë D û A ç ë d1 û ÷ è ø d max = d1 × , (7) X зц = X изц × xз , (13) X тц = X итц × xт , (14) V é d ù 2 ρ é d ù 2 Vт = тм = Vр × ê min ú = Vз × т × ê min ú , (8) где А, В - коэффициенты масштабирования; Kу - ус- M ë d û d min = dmax × ρж ë D û 1 , (9) тавка заданного диаметра (площади) выращиваемого кристалла; Xизц - перемещение затравки с дискретно- стью отсчета xз; Xитц - перемещение тигля с дискрет- ностью отсчета xт; xз - дискретность отсчета перемегде Vт - скорость подъема тигля; Vр - скорость убы- вания расплава в тигле; Vз - скорость выращивания кристалла; d - текущий диаметр кристалла; D - внут- ренний диаметр тигля; rт - удельная плотность твер- дого материала; rж - удельная плотность жидкого щения затравки; xт - дискретность отсчета перемеще- ния тигля. Выражение (12) показывает непосредственную связь сигнала управления y с отклонением текущей площади кристалла от заданной. За время цикла оценки Tц сигнал управления y вычисляют в системе управления по выражению (10), а с помощью записи в систему управления уставки диаметра Kу на цилинд- рической части выращиваемого кристалла задают площадь выращивания. В качестве привода подъема тигля для управления скоростью подъема вверх применяют разомкнутый шаговый привод с шаговым двигателем, обеспечи- вающий процесс многократного изменения скорости подъема тигля по сигналу с контактного датчика уровня. Выражения для импульсов перемещения затравки Xизц, тигля Xитц и времени Tц оценки сигнала управле- ния y можно представить в виде выражений (15), (16): гивания германия применена временная диаграмма управления (рис. 5) при выращивании цилиндриче- ской части кристалла, состоящая в том, что в системе управления в момент замыкания контактного датчика необходимо выдержать программную паузу τ замкну- того и последующую паузу τ разомкнутого состояния датчика уровня. В моменты пауз величиной τ состоя- ние контактного датчика системой управления не анализируется, и управление подъемом тигля проис- ходит с замедленной и ускоренной скоростью подъе- ма тигля в моменты «условно замкнутого» и «условно разомкнутого» состояний датчика уровня. После выдержки двух пауз происходит анализ ус- ловий замыкания датчика уровня расплава и управле- X = X итц × K y , (15) ние приводом перемещения тигля вверх. Данное управление повышает помехозащищенизц B T = X изц × xз = X зц = X итц ×K y×xз , (16) ность метода вычисления текущей площади на ци- линдрической части выращиваемого кристалла за ц Vз V з B ×Vз счет отсутствия реакции системы на срабатывания контактного датчика в моменты двух пауз. где Tц - период оценки сигнала управления (время отработки заданного количества импульсов Xитц или Xизц). Примем за время оценки Tц сигнала управления y на цилиндрической части выращиваемого кристалла время выборки заданного количества импульсов пе- ремещения тигля Xтц (в процессе убывания расплава Величина размыкания уровня расплава на цилинд- рической части выращиваемого кристалла Lp задается в пределах 2 мкм. Время паузы τ и время tдм(d) замы- кания датчика (после двух пауз) можно представить в виде выражений (21), (22) при условии размыкания датчика расплава на величину Lp: Lp ×Tц в тигле) в соответствии с выражениями (17), (18): τ = éæ d ö2 ù , (21) ρ é d ù 2 X тц × êç max ÷ -1ú X тц = X зц × т × ê 1 ú , (17) êëè d1 ø úû ρж ë D û 2 é æ d ö2 ù T = X тц × é D ù . (18) ê1- ç min ÷ ú d ц ê ú V з ë 1 û tдм (d ) = τ × êë è d ø úû éæ d ö2 ù - τ , (22) Время суммарного движения t в процессе замыка- êç max ÷ -1ú ния контактного датчика с замедленной скоростью и время суммарного движения с ускоренной скоростью движения тигля после размыкания датчика tд, а также число циклов Kц по замыканию и размыканию датчи- ка за период оценки сигала управления Tц можно представить в виде выражений (19), (20): æ d ö é 2 ù ê1- ç min ÷ ú êëè d ø úû где τ - время движения тигля с замедленной скоро- стью Vтм/M после замыкания датчика (при убывании расплава на величину Lp); tдм(d) - время движения тигля с ускоренной скоростью Vтм после выдержки двух пауз τ до замыкания датчика. Число циклов Kц по замыканию и размыканию датчика за период оценки сигала управления T мож- ë ê tд (d ) = t × è d ø ú , (19) ц но представить в виде выражения (23): æ d ö é 2 ù max T êç ÷ -1ú K = ц , (23) (t êëè d ø úû ц дм (d ) + τ × 2) Kц = Tц (tд + t ) , (20) где Kц - число циклов замыкания и размыкания дат- чика за время Tц. Число замыканий контактного датчика Kц за перигде t - время движения тигля с замедленной скоро- стью Vтм/M после замыкания датчика за период оцен- ки сигала управления; tд - время движения тигля с ускоренной скоростью Vтм после размыкания датчика за период оценки сигала управления; Kц - число цик- лов замыкания и размыкания датчика за время Tц. Точность контактного метода измерения теку- щей площади выращиваемого кристалла. В рас- сматриваемой системе управления установкой вытяод оценки Tц должно находиться в пределах 5-10, при этом необходимо обеспечить условие постоянного вращения графитового экрана в течение всего техно- логического процесса за счет наличия легкой выпадающей графитовой иголки на конце датчика (см. рис. 3), имеющей фиксированное нижнее поло- жение. Временная диаграмма работы привода подъе- ма тигля с учетом выдержки двух пауз после замыка- ния датчика уровня представлена на рис. 6. По выражению (12) можно оценить величину выx ×ρ é D ù 2 числяемого сигнала управления y, представленную r = ж × ê ú , (24) графически на рис. 7. Погрешность r в вычислении сигнала управления в xз ×ρт ë d1 û зависимости от точности стабилизации уровня рас- плава в тигле можно представить в виде выражения, которое графически представлено на рис. 8: где r - погрешность в вычислении сигнала управле- ния за цикл измерения; x - точность стабилизации уровня расплава в тигле. 0 t Рис. 5. Временная диаграмма работы датчика уровня: H - работа контактного датчика уровня (Р - датчик разомкнут) Fig. 5. Timing diagram of the level sensor: H - operation of the contact level sensor (P - sensor open) Vт, мм/с 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0 20 40 60 80 100 t, с Рис. 6. Диаграмма изменения скорости подъема тигля Vт: xт = 0,0266 мкм; xз = 0,0216 мкм; d1 = 100 мм; D = 300 мм; d = 105 мм; Vз = 0,0083 мм/с; C = 4; M = 4; Lp = 2 мкм; Xзц = 1000 мкм; rт = 5,35 г/см2; rж = 5,57 г/см2 Fig. 6. Diagram of the change in the crucible lift rate Vт: xт = 0,0266 µm; xз = 0,0216 µm; d1 = 100 mm; D = 300 mm; d = 105 mm; Vз = 0,0083 mm/s; C = 4; M = 4; Lp= 2 µm; Xзц = 1000 µm; rт = 5,35 g/cm2; rж = 5,57 g/cm2 y 1000 500 0 500 1000 99 99.5 100 100.5 101 d, мм Рис. 7. Зависимость сигнала управления y от отклонения текущего диаметра d от заданного d1 при d1 = 100 мм, xз = 0,02127 мкм, Xзц = 1000 мкм, A = 1 Fig. 7. Dependence of control signal y on deviation of the current diameter d from the given d1 with: d1 = 100 mm; xз = 0,02127 µm; Xзц = 1000 µm; A = 1 r 400 300 200 100 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 x, мкм Рис. 8. Погрешность сигнала управления r в зависимости от точности стабилизации уровня расплава в тигле x при xз = 0,0216 мкм, d1 = 100 мм, D = 300 мм, A = 1, rт = 5,35 г/см2, rж = 5,57 г/см2 Fig. 8. The error of the control signal r, depending on the accuracy of stabilization of the melt level in the crucible x with: xз = 0,0216 µm; d1 = 100 mm; D = 300 mm; A = 1; rт = 5,35 g/cm2; rж = 5,57 g/cm2 f 200 0 200 400 600 800 1000 0 5000 1 .104 1.5 .104 2 .104 2.5 .104 3 .104 3.5 .104 4 .104 t, с Рис. 9. Временная зависимость ошибки регулирования f при xт = 0,0266 мкм, xз = 0,0216 мкм, Aт = 0,2 мкм, Aз = 0,2 мкм, d1 = 100 мм, D = 300 мм, Нт = 2 мм, Нз = 4 мм, φт = π/2 рад, φз = π/8 рад, Vз = 0,0166 мм/с Fig. 9. Time dependence of the control error f: for xт = 0,0266 µm; xз = 0,0216 µm; Aт = 0,2 µm; Aз = 0,2 µm; d1 = 100 mm; D = 300 mm; Нт = 2 mm; Нз = 4 mm; φт = π/2 rad; φз = π/8 rad; Vз = 0,0166 mm/s При коэффициенте А = 1, исходя из выражений (10)-(14), сигнал управления y, величину перемещеления f, которая на основе выражений (26), (27) при- мет вид ния затравки Xзц и тигля Xтц за время оценки Tц можно представить в виде выражений ρ é D ù2 f = ж × ê ú é A ù æ é d ù2 × ê т ú ×sin ç ê 1 ú × V з × t + j ö - 2 т ÷ X × ρж × é D ù - X ρт ë d1 û ë xз û è ë D û Hт ø тц ρ ê d ú зц é Aз ù æ Vз × t ö y = т ë 1 û , (25) xз - ê ú ×sin ç x H ë з û è з + jз ÷. ø (28) зц з ц з ç з ÷ X = V ×T + A × sinæ Vз × t + j ö , (26) è H з ø Временная зависимость ошибки f приведена на рис. 9, она хорошо согласуется с графиком ошибки измерения, полученным при работе промышленной установки на рис. 10. Ошибка f соответствует неточ- é d ù 2 X тц = Vз ×Tц × ê 1 ú æ 2 è é d ù + Aт × sinç ê 1 ú ö ø × V з × t + j , (27) ÷ т ности изготовления винтовой передачи в пределах шага винтовых пар трапецеидальной формы и обу- ë D û ç ë D û H т ÷ словлена неточностью стабилизации уровня расплава. где Aт - амплитуда помехи по перемещению тигля, мкм; Aз - амплитуда помехи по перемещению затравки, мкм; Vз - скорость выращивания кристалла, мм/с; Нт - шаг винтовой пары по перемещению тигля, мм; Нз - шаг винтовой пары по перемещению затрав- ки, мм; φт - угол смещения помехи по тиглю, рад; φз - угол смещения помехи по затравке, рад; t - время процесса вытягивания, с. Синусоидальные члены в выражениях (26), (27) учитывают ошибки, возникающие в трапецеидальных винтовых парах с периодичностью шага винта, для систем управления перемещением штока затравки и тигля без обратной связи, что в свою очередь создает в системах по перемещению помеху в сигнале управ- На рис. 10 видно, что ошибка f имеет сложный перио- дический вид. Так как в реальном процессе выращивания фаза сигналов ошибки φт и φз носит случайный характер, то учесть и компенсировать данную ошибку на основе проверки и тестирования установки вытягивания про- граммными средствами оказалось невозможным. Уменьшение погрешности f возможно за счет применения прецизионных шариковых винтовых пе- редач или установки в качестве отсчета перемещений на установке выращивания кристаллов по координа- там перемещения затравки и тигля фотосчитывающих оптических линеек с дискретностью отсчета 0,1 мкм, что является наиболее приемлемым вариантом. Рис. 10. График изменения сигнала управления y (d_Diametra) Fig. 10. Control signal change graph y (d_Diametra) Для устранения ошибки из-за точности стабилиза- ции уровня расплава в тигле r предлагается следую- щий программный алгоритм работы: 1. За время оценки Tц сигнала управления y на цилиндрической части выращиваемого кристалла бе- рется время выборки заданного количества импульсов перемещения тигля Xтц. 2. Начинается вычисление времени оценки Tц сигнала управления y в момент замыкания датчика расплава. 3. Заканчивается вычисление времени оценки Tц сигнала управления y в момент замыкания датчика расплава при условии выборки заданного количества импульсов перемещения тигля Xтц. 4. Время оценки Tц сигнала управления y в пре- дыдущем цикле управления используется в текущем цикле для вычисления паузы замыкания по выраже- нию (21). Все это позволяет свести погрешность r в сигнале управления y до величины порядка 100-150 ед. Заключение. Для кристаллов, выращиваемых из жидкого расплава по способу Чохральского при кон- троле текущей площади кристалла на основе контакт- ного метода измерения определены основные требо- вания для обеспечения точности измерения текущей площади кристалла на цилиндрической части выра- щиваемого кристалла. В системе управления по коор- динатам перемещения кристалла и тигля необходимо применять фотосчитывающие оптические линейки с дискретностью отсчета 0,1 мкм для отсчета величины перемещений за время цикла оценки. Для устранения ошибки из-за точности стабилиза- ции уровня расплава в тигле предлагается новый про- граммный алгоритм работы установки выращивания кристаллов. За время оценки Tц сигнала управления y на цилиндрической части выращиваемого кристалла принимается время выборки заданного количества импульсов перемещения тигля Xтц. Начинается вы- числение времени оценки Tц сигнала управления y в момент замыкания датчика расплава, заканчивается вычисление времени оценки Tц сигнала управления y в момент замыкания датчика расплава при условии выборки заданного количества импульсов перемеще- ния тигля Xтц. Время оценки Tц сигнала управления y в предыдущем цикле управления используется в те- кущем цикле для вычисления паузы замыкания как части времени оценки Tц. В системе управления в мо- мент замыкания контактного датчика выдерживается пауза замкнутого и последующая такая же пауза ра- зомкнутого состояния датчика уровня. В моменты пауз состояние контактного датчика системой управ- ления не анализируется, и управление подъемом тиг- ля происходит с замедленной и ускоренной скоро- стью подъема тигля в моменты «условно замкнутого» и «условно разомкнутого» состояний датчика уровня. Все это обеспечивает в данной системе управления точность измерения текущей площади кристалла на цилиндрической части величиной не хуже 1 %.×
Sobre autores
S. Sahansky
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology
Email: Sahanskiy@yandex.ru
31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
S. Yulenkov
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
Bibliografia
- Schmidt F., Voszka R. Phantom controlled automatic Czochralski growth appparatuss // Crystal Research and Technology. 1981. Vol. 10, № 11. P. 127-128.
- Пат. 2337169 Федеративная Республика Герма- ния, МКИ В0 1 J 17/18. 1974.
- Пат. 2128250 Российская Федерация, МПК С 30 В 15⁄20, 15/22, 15/26. Способ управления процессом выращивания монокристаллов германия из расплава и устройство для его осуществления / Саханский С. П., Подкопаев О. И., Петрик В. Ф. Заявл. 16.01.97, опубл. 27.03.99, Бюл. № 9.
- Пат. 2184803 Российская Федерация, МПК С 30 В 15⁄20, 15/22, 15/12 29/08. Способ управления про- цессом выращивания монокристаллов германия из расплава и устройство для его осуществления / Саханский С. П., Подкопаев О. И., Петрик В. Ф., Лаптенок В. Д. Заявл. 12.11.99, опубл. 10.07.02, Бюл. № 19.
- Саханский С. П. Управление формой полупро- водниковых кристаллов при выращивании по способу Чохральского // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2014. № 7(1). С. 20-31.
- Саханский С. П., Подкопаев О. И., Лаптенок В. Д. Способ управления процессом выращивания моно- кристаллов германия из расплава // Перспективные материалы, технологии, конструкции и экономика : сб. науч. тр. / под. ред. В. В. Стацуры ; ГАЦМиЗ. Красноярск, 2000. Вып. 6. С. 391-393.
- Саханский С. П. Оценка точности управления на базе «улучшенного контактного метода» управления выращиванием монокристаллов германия из расплава по способу Чохральского // Решетневские чтения : материалы 4 Всерос. научн. конф., проводимой в со- ставе 2-го Междунар. Сибир. авиац.-космич. салона «САКС-2002» (11-14 нояб. 2002, г, Красноярск) ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2002. С. 68-71.
- Саханский С. П., Лаптенок В. Д. Особенности конструирования датчиков положения уровня распла- ва для германия // Перспективные материалы, техно- логии, конструкции, экономика : сб. науч. тр. под общ. ред. В. В. Стацуры ; ГУЦМиЗ. Красноярск, 2005. Вып. 11. С. 169-170.
- Саханский С. П. Лаптенок В. Д. Совмещение системы управления выращиванием монокристаллов германия на основе контактного метода измерения диаметра и одновременного вытягивания монокри- сталла из фильеры способом Степанова // Вестник СибГАУ, 2005. Вып. 6. С. 246-247.
- Саханский С. П. Основные математические со- отношения контактного метода управления выращи- ванием монокристаллов по способу Чохральского // Вестник СибГАУ 2005. Вып. 7. С. 85-88.
- Саханский С. П. Лаптенок В. Д. Определение величины коррекции сигнала управления по диамет- ру, от изменения высоты столбика мениска кристалла, при контактном методе управления выращиванием монокристаллов способом Чохральского // Вестник СибГАУ, 2005. Вып. 7. С. 89-90.
- Саханский С. П. Определение величины коле- бания расплава и чувствительности при контактном методе управления выращиванием монокристаллов по способу Чохральского // Вестник СибГАУ, 2006. Вып. 1(8). С. 103-104.
- Саханский С. П. Погрешность контактного ме- тода измерения текущей площади выращиваемого монокристалла германия // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2009. № 2. C. 43-46.
- Саханский С. П. Измерение площади монокри- сталла в системе автоматического управления выращиванием германия // Мехатроника. Автоматизация. Управление. 2008. № 8. С. 44-48.
- Саханский С. П. Установка выращивания мо- нокристаллов германия на основе контактного метода измерения // Вестник Самарского государственного университета им. акад. С. П. Королева / Самарский гос. аэрокосмич. ун-т. Самара, 2008. Вып. 2. C. 100-105.
- Саханский С. П. Измерение и управление пло- щадью кристалла на установке вытягивания германия // Вестник СибГАУ, 2008. Вып. 1(18). С. 148-150.
- Саханский С. П. Управление процессом выра- щивания монокристаллов германия : монография / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2008. 104 с.
- Саханский С. П. Измерение площади кристал- лов, выращиваемых из жидкого расплава по способу Чохральского, на основе управления условиями за- мыкания контактного датчика уровня расплава // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2015. № 7(8). С. 835-850.
Arquivos suplementares
![](/img/style/loading.gif)